Question

试比较直剪实验和三轴实验中土样的应力状态有什么不同？

Answer 1

1. 直接剪切试验分为：慢剪（CD）、快剪（UU）和固结快剪（CU）。慢剪也称排水固结慢剪，是指土样在垂直压力作用下，待充分排水固结达稳定后，再缓慢施加水平剪力，使剪力作用也充分排水固结，直至土样破坏；快剪也称不排水剪，保持土样含水率不变的情况下对土样快速进行剪切试验；固结快剪也称固结不排水剪，保持土样的含水率不变，对土样进行快速剪切试验。

2. （1）土的内聚力主要由土粒间结合水形成的水胶连结或毛细水连结组成。因此，土的内聚力与土的含水率有很大关系，慢剪（CD）试验将土中的水充分排出，土的内聚力减小，而固结快剪（CU）试验保持了土的含水率，土的内聚力较大；快剪（UU）实验土样没有进行固结，土的胶结状态较好，所以快剪实验所测得的内聚力大于固结快剪（CU）。（2）土的内摩擦角反应了土颗粒的粗糙程度，其正切值也成为内摩擦系数，土颗粒之间愈密实、作用的正压力愈大土的内摩擦系数愈大。根据太沙基的有效应力原理，土的有效应力等于总应力减去水压力，快剪（UU）与固结快剪（CU）比较，快剪土样没有固结，土样的密实程度也不高，所以土的内摩擦角较小。而固结慢剪与固结快剪相比，固结快剪（CU）的土样含水率较高，土的有效应力较小，作用在剪切面上的正应力较小，所以固结快剪（CU）实验所测得的内摩擦角比固结慢剪（CD）实验所测得的内摩擦角较小。综上，内聚力：UU>CU>CD，内摩擦角CD>CU>UU。

3. 三轴实验分为真三轴和加三轴。真三轴实验仪器复杂，现在国内实验室常见的是假三轴实验仪，即对土样施加一个均匀的“环压”也就是模拟第一主应力等于第二主应力。